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中國教育報-中國教育新聞網訊（通訊員 賀偉 記者 馮麗）近日，西安建筑科技大學機電工程學院“新能源電工材料與儲能技術培育團隊”創新提出“分子有序設計”策略，研制出兼具超高導熱與卓越絕緣性能的新型環氧灌封材料。該成果發表于《先進功能材料》，為解決功率器件在極端工況下的可靠性難題提供了全新方案。
功率半導體器件日益小型化、高功率化，對其封裝材料同時管理好“熱”與“電”提出了嚴苛要求。傳統環氧樹脂材料難以兼顧高導熱與高絕緣，成為制約產業發展的關鍵短板。
團隊巧妙選用有機分子作為“模板”，誘導環氧樹脂體系形成高度有序的分子結構。這種結構如同為熱量傳遞修建了“高速路”，顯著提升了導熱率；同時，致密的分子堆疊與深能級陷阱能有效“束縛”高能電子，從而在高溫下仍保持強大的絕緣能力，尤其在200℃這樣的高溫工況仍然可靠。
“我們通過極微量的分子設計，實現了宏觀性能的飛躍。”論文通訊作者王爭東副教授表示，“這讓封裝材料在導熱與絕緣之間不再‘取舍’，而是‘共贏’。”該研究有望推動功率電子設備向更輕薄、更可靠的方向發展。
據悉，團隊正進一步探索該策略在不同樹脂體系中的普適性，以推動其在新能源、高壓電力裝備等領域的工程應用，助力我國功率半導體產業升級。
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